Procedimiento de polimerización con homogeneidad de polímero mejorada.

Procedimiento de polimerización de un monómero de olefina y uno o más comonómeros opcionales en un reactor de polimerización, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de

(a) alimentar un monómero de olefina, uno o más comonómeros opcionales, al menos un catalizador de polimerización e hidrógeno al reactor de polimerización,

(b) polimerizar dicho monómero de olefina y el uno o más monómeros opcionales para producir un polímero de olefina, y

(c) descargar dicho polímero de olefina del reactor de polimerización,

caracterizado porque el hidrógeno de la etapa (a) es alimentado al reactor de polimerización en una proporción de volumen de tubería de alimentación de hidrógeno con respecto a flujo másico de hidrógeno de como máximo 5,0 l kg-1 h.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/058602.

Solicitante: TOTAL RESEARCH & TECHNOLOGY FELUY.

Nacionalidad solicitante: Bélgica.

Dirección: Zone Industrielle C 7181 Seneffe BELGICA.

Inventor/es: DEWACHTER,DAAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Homopolímeros y copolímeros de hidrocarburos alifáticos... > C08F10/02 (Eteno)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Procedimientos químicos, físicos o físico-químicos... > B01J19/24 (Reactores fijos sin elementos internos móviles (B01J 19/08, B01J 19/26 tienen prioridad; de partículas inmóviles B01J 8/02))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Procesos de polimerización > C08F2/14 (medio orgánico)

PDF original: ES-2529608_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de polimerización con homogeneidad de polímero mejorada Campo de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento para la polimerización de un monómero de olefina. En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento para la polimerización de un monómero de olefina y uno o más comonómeros opcionales en presencia de un catalizador de polimerización e hidrógeno, caracterizándose dicho procedimiento por un control mejorado de la concentración de hidrógeno en el reactor de polimerización. Además, la presente invención proporciona un sistema mejorado de alimentación de hidrógeno a un reactor de polimerización. Además, la presente invención proporciona un reactor de polimerización que comprende dicho sistema mejorado de alimentación de hidrógeno.

El problema técnico y la técnica anterior Normalmente, las poliolefinas se producen por medio de polimerización de un monómero de olefina y uno o más comonómeros opcionales en un reactor de polimerización. La polimerización se lleva a cabo en presencia de un catalizador de polimerización, e hidrógeno, que se usa como agente de terminación de cadena.

Las propiedades de las poliolefinas se controlan por medio de la elección apropiada de las condiciones de polimerización, tales como temperatura, presión y concentraciones de los componentes que forman el medio de polimerización, incluyendo los reaccionantes. Una de las propiedades importantes es el caudal en masa fundida, que proporciona un indicativo de la longitud media de las cadenas poliméricas. La longitud de cadena polimérica viene determinada esencialmente por la concentración de hidrógeno en el reactor de polimerización. Una concentración de hidrógeno elevada en el reactor conduce a cadenas poliméricas más cortas y, como consecuencia de ello, a una poliolefina que tiene un caudal en masa fundida más elevado. Por el contrario, una concentración de hidrógeno menor conduce a cadenas poliméricas más largas y, por tanto, a una poliolefina que tiene un caudal en masa fundida más bajo.

La concentración de hidrógeno que se requiere para producir una poliolefina de un caudal en masa fundida deseado depende del tipo de catalizador de polimerización. De este modo, cuando se produce una poliolefina de caudal idéntico en masa fundida, los catalizadores de polimerización con una baja sensibilidad frente a hidrógeno, tales como el catalizador basado en cromo, requieren una concentración de hidrógeno más elevada que los catalizadores de polimerización con una sensibilidad más elevada frente a hidrógeno, tal como por ejemplo los catalizadores de polimerización basados en metaloceno.

El control de la concentración de hidrógeno en el reactor de polimerización supone un reto particular, ya que generalmente la concentración de hidrógeno es baja en comparación con las concentraciones de otros componentes del medio de polimerización, tales como el monómero de olefina, ya que los cambios en la concentración de hidrógeno tienen un efecto grande sobre el caudal en masa fundida de la olefina. Por tanto, resulta muy importante controlar la concentración de hidrógeno, de la manera más precisa posible, hasta un punto de referencia predeterminado, permitiendo de este modo la producción de una poliolefina con propiedades uniformes, no ya dentro de una campaña de producción individual, sino también de una campaña de producción a la siguiente.

El documento WO 2007/113308 del mismo solicitante divulga un procedimiento de polimerización que tiene un control mejorado de la concentración de hidrógeno en un reactor de polimerización, ya que la proporción de hidrógeno/monómero a lo largo de la trayectoria del reactor se controla por medio de la alimentación múltiple y separada espacialmente de hidrógeno a lo largo del reactor. Aunque el procedimiento de polimerización divulgado tiene la uniformidad y consistencia deseadas de las poliolefinas producidas con el presente procedimiento, el control de la concentración de hidrógeno no resulta todavía suficiente para los catalizadores de polimerización que presentan mucha respuesta frente a hidrógeno, tal como por ejemplo los catalizadores basados en metaloceno.

A la vista de lo anterior, sigue siendo necesario en la materia proporcionar un procedimiento para mejorar la polimerización de un monómero de olefina en un reactor de polimerización.

En particular, sigue siendo necesario proporcionar un procedimiento para la polimerización de un monómero de olefina en un reactor de polimerización, caracterizándose dicho procedimiento por un control mejorado de la concentración de hidrógeno en el reactor de polimerización.

De este modo, es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento mejorado para la polimerización de un monómero de olefina.

Más en particular, es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento de polimerización, que se caracteriza por un control mejorado de la concentración de hidrógeno en un reactor de polimerización durante la polimerización.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un sistema mejorado de alimentación de hidrógeno para alimentar hidrógeno a un reactor de polimerización.

La presente invención además pretende proporcionar una poliolefina que tenga homogeneidad de composición mejorada y calidad mejorada.

Además, es un objetivo de la presente invención proporcionar una poliolefina que tenga una consistencia mejorada de caudal en masa fundida.

Breve descripción de la invención Los inventores ahora han encontrado que se puede conseguir al menos uno de los objetivos anteriores cuando se alimenta hidrógeno al reactor de polimerización en una proporción bien definida de volumen de tubería de 10 alimentación de hidrógeno con respecto a flujo másico de hidrógeno.

De este modo, la presente invención proporciona un procedimiento para la polimerización de un monómero de olefina y uno o más comonómeros opcionales en un reactor de polimerización, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de (a) alimentar un monómero de olefina, uno o más comonómeros opcionales, al menos un catalizador de 15 polimerización e hidrógeno al reactor de polimerización,

(b) polimerizar dicho monómero de olefina y uno o más monómeros opcionales para producir un polímero de olefina, y

(c) descargar dicho polímero de olefina desde el reactor de polimerización,

caracterizado porque el hidrógeno de la etapa (a) se alimenta en el reactor de polimerización con una proporción de 20 volumen de tubería de alimentación de hidrógeno con respecto a flujo másico de hidrógeno de como máximo 5, 0 l kg-1 h.

Además, la presente invención proporciona un sistema de alimentación de hidrógeno para alimentar hidrógeno a un reactor de polimerización, para la polimerización de un monómero de olefina y uno o más comonómeros opcionales, comprendiendo dicho sistema de alimentación de hidrógeno -al menos un punto de alimentación de hidrógeno para alimentar hidrógeno al reactor de polimerización, -al menos un medio de control para controlar el flujo másico de hidrógeno, y -al menos un medio de medición de flujo para determinar el flujo másico de hidrógeno hasta el reactor de polimerización, en el que dicho sistema de alimentación de hidrógeno está configurado para alimentar hidrógeno al reactor de polimerización con una proporción de volumen de la tubería de alimentación de hidrógeno con respecto a flujo másico de hidrógeno de como máximo 5, 0 l kg-1 h, en el que además dicho sistema de alimentación de hidrógeno comprende uno o más medios de mezcla para mezclar hidrógeno con el monómero de olefina y opcionalmente con uno o más comonómero... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de polimerización de un monómero de olefina y uno o más comonómeros opcionales en un reactor de polimerización, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de

(a) alimentar un monómero de olefina, uno o más comonómeros opcionales, al menos un catalizador de polimerización e hidrógeno al reactor de polimerización,

(b) polimerizar dicho monómero de olefina y el uno o más monómeros opcionales para producir un polímero de olefina, y

(c) descargar dicho polímero de olefina del reactor de polimerización, caracterizado porque el hidrógeno de la etapa (a) es alimentado al reactor de polimerización en una proporción de volumen de tubería de alimentación de hidrógeno con respecto a flujo másico de hidrógeno de como máximo 5, 0 l kg-1 h.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el hidrógeno de la etapa (a) es alimentado al reactor de polimerización en una proporción de volumen de tubería de alimentación de hidrógeno con respecto a flujo másico de hidrógeno dentro del intervalo de 0, 001 l kg-1 h a 5, 0 l kg-1 h.

3. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la etapa (a) incluye alimentar un diluyente que es inerte bajo las condiciones de polimerización.

4. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la etapa (a) incluye alimentar al menos un agente de activación que tiene una acción ionizante.

5. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el hidrógeno es alimentado al reactor de polimerización a través de al menos dos puntos de alimentación de hidrógeno.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que al menos dos puntos de alimentación de hidrógeno están ubicados espacialmente separados uno de otro.

7. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el reactor de polimerización tiene una forma alargada.

8. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el reactor de polimerización es un reactor de bucle.

9. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos un catalizador de polimerización es un catalizador Ziegler-Natta o un catalizador de polimerización de sitio único o una mezcla de estos.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sistema de alimentación de hidrógeno es usado para alimentar hidrógeno a un reactor de polimerización para la polimerización de un monómero de olefina y uno o más comonómeros opcionales, comprendiendo el sistema de alimentación de hidrógeno

- al menos un punto de alimentación de hidrógeno para alimentar hidrógeno al reactor de polimerización, -al menos un medio de control para controlar el flujo másico de hidrógeno, y -al menos un medio de medición de flujo para determinar el flujo másico de hidrógeno al reactor de polimerización, caracterizado dicho sistema de alimentación de hidrógeno porque hidrógeno es alimentado al reactor de polimerización en una proporción de volumen de la tubería de alimentación de hidrógeno con respecto a flujo másico de como máximo 5, 0 l kg-1 h.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el sistema de alimentación de hidrógeno comprende uno o más medios de mezcla para mezclar hidrógeno con el monómero de olefina y opcionalmente con el uno o más comonómeros opcionales, antes de la alimentación al interior del reactor de polimerización.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el reactor de polimerización es un reactor de bucle de polimerización apropiado para la polimerización de un monómero, preferentemente etileno, con uno o más comonómero (s) de olefina opcional (es) , que comprende:

- una pluralidad de tuberías interconectadas que definen una vía de flujo para una suspensión de polímero, consistiendo esencialmente dicha suspensión en monómero, uno o más comonómero (s) opcional (es) , tales como por ejemplo 1-hexeno, un catalizador de polimerización, un diluyente líquido y partículas sólidas de polímero de etileno, -un medio para alimentar el monómero, uno o más comonómero (s) opcional (es) y el diluyente en el reactor, -un medio para alimentar el catalizador de polimerización en el reactor, -al menos un medio de circulación apropiado para mantener la suspensión de polímero en circulación en dicho reactor, y -un medio para descargar la suspensión de polímero del reactor de polimerización.

13. Un sistema de alimentación de hidrógeno para alimentar hidrógeno a un reactor de polimerización para la polimerización de un monómero de olefina y uno más comonómeros opcionales, comprendiendo dicho sistema de alimentación de hidrógeno -al menos un punto de alimentación de hidrógeno para alimentar hidrógeno al reactor de polimerización, -al menos un medio de control para controlar el flujo másico de hidrógeno, y -al menos un medio de medición de flujo para determinar el flujo másico de hidrógeno al reactor de polimerización, en el que dicho sistema de alimentación de hidrógeno está configurado para alimentar hidrógeno al reactor de polimerización en una proporción de volumen de la tubería de alimentación de hidrógeno con respecto a flujo másico de hidrógeno de como máximo 5, 0 l kg-1 h; en el que además dicho sistema de alimentación de hidrógeno comprende uno o más medios de mezcla para mezclar hidrógeno con el monómero de olefina y opcionalmente con uno o más comonómero (s) opcional (es) , antes de la inyección en el interior del reactor de polimerización.

14. Un sistema de alimentación de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 13, en el que al menos uno de los 15 siguientes es cierto:

- al menos un medio de medición de flujo es un flujímetro de tipo Coriolis o un flujímetro de tipo gravimétrico; -el sistema de alimentación de hidrógeno comprende elementos diferentes incluyendo tubos, válvulas y medidores de flujo, y todas las conexiones entre los diferentes elementos presentes en el sistema de alimentación de hidrógeno están soldadas.

15. Reactor de polimerización que comprende el sistema de alimentación de hidrógeno de la reivindicación 13 o reivindicación 14.